JP3692761B2 - Printed circuit board manufacturing method and printed circuit board - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベアチップのような電子部品を実装するいわゆる多層プリント基板(ビルトアップ基板)のようなプリント基板の製造方法及びプリント基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、電子機器にあっては、各種の電子部品等の回路素子を実装するためのプリント基板が使用されているが、近年の装置や回路素子の小形化及び高集積化の要請により、プリント基板自体の小形化及び配線パターンの微細化が求められている。
現状においては、プリント基板の配線パターンのライン幅及びライン間幅はそれぞれ100μm程度のオーダであるが、今後の傾向としては、更なる微細化のために上記ライン幅やライン間幅は20〜50μm程度のオーダのものが求められる。ここでプリント基板の従来の製造方法について図8〜図10を参照して説明する。
【0003】
まず、図8(A)に示すように、例えばガラスエポキシ樹脂等よりなる絶縁性のコア材1の表面に銅箔等を形成してこれをパターニングすることにより所定の配線パターン2を形成する。この配線パターン2の線幅L1や線間幅L2は、現状ではそれぞれ最低でも100μm程度であり、その厚みW1は20μm程度である。この配線パターン2の表面は、後工程のエポキシ樹脂層との密着度を上げるために酸化されて黒化処理が施される。
【0004】
次に、図8(B)に示すように、上記コア材1の表面全体に第1の絶縁層3及び図8(C)に示すように第2の絶縁層4をそれぞれスクリーン印刷等の方法を用いて順次塗布形成する。
図9は図8(C),(D)中のA部の拡大図を示しており、各絶縁層3、4の材料の主体的材料は例えばエポキシ樹脂よりなる。図9に示すように第1の絶縁層3中には、絶縁特性を向上させるために無機系フィラーとして粒径L3が略1μmのSiO2 フィラー5が適当量だけ混入されており、その厚さT1は50μm程度に設定される(図8(C)参照)。また、第2の絶縁層4には、後述する粗化工程で溶解されるための無機フィラーとして粒径L4が略10μmのCaCO3 フィラー6が適当量だけ混入されており、その厚さT2は20μm程度に設定される。
【0005】
次に、図8(D)に示すように電気的接続部に例えば炭酸ガスレーザ光7を用いて上記第1及び第2の絶縁層3、4を貫通するように接続用ホール8を選択的に形成し、内部の配線パターン2を露出させる。このホール8の直径D1は100μm程度である。
次に、図8(E)に示すようにアルカリ性の粗化溶液、例えば過マンガン酸カリウム溶液を上記第2の絶縁層4の表面に作用させることにより、この表面に露出している上記CaCO3 の無機フィラー6を溶解して多数の凹凸部9を形成して絶縁層4の表面を粗面化する。図10は図8(E)中のB部を示す拡大図である。
また、上記接続用ホール8内にはレーザ光7による穴開けの際に発生する屑が残渣10(図8(D)参照)となって残存するが、上記過マンガン酸カリウム溶液の作用によって、この残渣10がクリーニングされて除去される。
【0006】
次に、図8(F)に示すように次工程の無電解メッキの下地を作るために、例えば錫とパラジウムを溶解してなる溶液を絶縁層4の表面に作用させてキャタリシス12を付着させ、絶縁層表面全体の導通を図る。
次に、図8(G)に示すように無電解メッキによって、絶縁層4の表面全体に亘って例えば厚みが0.3μm程度になるまで銅等よりなる電気メッキ用導電膜13を形成する。
更に、図8(H)に示すように上記電気メッキ用導電膜13上に、電気メッキにより例えば銅よりなる導体膜14を20μm程度の厚みで形成することになる。これにより、導体膜14と下層の配線パターン2との導通を図ることができる。通常の工程では、この後、絶縁層を形成した後に配線のパターニングを再度行ない、前述の工程を繰り返すことにより各層のプリント基板を製造する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した製造方法において配線パターン2の線幅或いは線間幅を50μm以下に微細化するには絶縁層3、4を薄くし、それに伴い接続用ホール8の径も小さくする必要があるが、これで良好なプリント基板を形成するのは非常に困難であった。その理由は、第2の絶縁層4中に含まれる無機フィラー6の直径L4が10μm程度なので、この寸法が線幅等と比較して大き過ぎてパターンを直線状に精度良く形成することが非常に難しくなる。
これに対して、無機フィラー6の直径を小さくすることも考えられるが、この場合にはキャタリシス溶液が十分に凹凸部9内に浸入しなくなってしまうので採用することはできない。
【0008】
また、上述のように微細化に伴って接続用ホール8の直径も50μm以下に設定することが望まれるが、このホール径が小さくなると、このホール8内に過マンガン酸カリウム液やキャタリシス液が浸入し難くなり、残渣10を十分に除去できないばかりか、メッキにより形成する導体膜14と下地のパターン2との導通が十分にとれない場合もある。
更に、上述した製造方法では2つの絶縁層3、4が必要であるばかりか、アルカリ性の過マンガン酸カリウム液やキャタリシス液等を多用する湿式を採用していることから、その都度、薬液を洗い流す洗浄処理が必要であり、全体的に工程数が増加してコスト高を招来してしまう。また、CaCO3 よりなる無機フィラー6は吸湿性が強いことから湿式処理を行なう度に水分を吸収して絶縁性能を劣化させる恐れもあった。
【0009】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものであり、その目的はドライエッチングやスパッタ成膜を用いることによって、少ない工程数でファインパターン化されたプリント基板の製造方法及びプリント基板を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するために、コア材の表面にパターン幅100μm以下の配線パターンを含む配線パターンを形成する工程と、前記配線パターンを含む前記コア材の表面に1μm以下の無機系フィラーを混入した有機樹脂よりなる絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層に前記配線パターンまで達する接続用ホールを選択的に形成する工程と、酸素分圧を0.05〜0.1Torrの範囲としたドライエッチングにより前記絶縁層の表面の前記有機樹脂を除去して前記無機フィラーの一部が突出した凸状粗面に粗面化する工程と、真空成膜により前記無機系フィラーを含む前記絶縁層の表面に電気メッキ用導電膜を形成する工程と、電気メッキにより前記電気メッキ用導電膜上に導体膜を形成する工程とを含むように構成したものである。
【0011】
これにより、工程数を増加させることなく、むしろ従来方法よりも少ない工程数で線幅や線間幅が微細化されたプリント基板を形成することが可能となる。この場合、前記粗面化工程と前記電気メッキ用導電膜の形成工程との間に、前記絶縁層の表面に露出している前記無機系フィラーを除去するフィラー除去工程を含むようにすれば、絶縁層の表面から脱落しかかっている遊離状態の遊離フィラーを排除でき、その分、電気メッキ用導電膜と絶縁層表面との密着性を向上させることができる。
【0012】
更に、前記粗面化工程の後に、前記絶縁層の表面をドライエッチングにより更に微細に粗面化する微細粗面化工程を行なうことにより、絶縁層の表面は更に微細に粗面化されるので、これと電気メッキ用導電膜との密着性を更に向上させることが可能となる。
【0013】
前記ドライエッチングは、例えば高酸素分圧下の反応性イオンエッチングを用いることができ、また、前記微細粗面化工程は、低酸素分圧下の反応性イオンエッチングにより行なうことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るプリント基板の製造方法及びプリント基板の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
尚、図8〜図10を参照して説明した従来のプリント基板と同じ構成については同じ参照符号を付して説明する。
図1は本発明に係るプリント基板の製造方法を示す工程図、図2は図1中のC部を示す拡大図、図3は図1中のD部を示す拡大図である。本発明方法の特徴は、湿式処理は電気メッキ処理と遊離フィラー除去処理だけとし、他の工程はドライエッチングやスパッタリングを用いて処理した点にある。
【0015】
まず、図1(A)に示すように、例えばガラスエポキシ樹脂等よりなる絶縁性のコア材1の表面に銅箔等を形成してこれをパターニングすることにより所定の配線パターン2を形成する。この配線パターン2の線幅L5や線間幅L6は、それぞれ25〜50μm程度であり、従来のプリント基板よりも微細化されている。また、パターン2の厚みW2は20μm程度である。この配線パターン2の表面は、後工程のエポキシ樹脂層との密着度を上げるために酸化されて黒化処理が施される。尚、配線パターン2の線幅L5や線間幅L6を上記幅に設定することなく、従来の技術で示した線幅L1や線間幅L2に設定してもよく、その寸法には限定されない。
【0016】
次に、図1(B)に示すように、上記コア材1の表面全体に絶縁層3をスクリーン印刷等の方法を用いて塗布形成する。この絶縁層3としては、先に説明した第1の絶縁層3と全く同じ材料が用いられている。すなわち、図2に示すようにこの絶縁層3の材料の主体的材料は例えばエポキシ樹脂よりなる。この絶縁層3中には、絶縁特性を向上させるために無機系フィラーとして粒径L3が略1μmのSiO2 フィラー5が適当量だけ混入されており、その厚さT3は20〜30μm程度に設定されており、従来のプリント基板の50μm程度よりはかなり薄く形成されている。
【0017】
次に、図1(C)に示すように電気的接続部に例えばレーザ光7を用いて上記絶縁層3を貫通するように接続用ホール8を選択的に形成し、内部の配線パターン2を露出させる。このホール8の直径D2は20〜50μm程度であり、従来のプリント基板の場合よりもかなり小さく設定している。
【0018】
次に、このコア材全体をドライエッチング装置内へ導入して図1(D)に示すようにドライエッチング処理を施すことにより、有機物である絶縁層3のみの表面を僅かな厚みだけ削り取って除去する。この場合、図3にも示すように無機物である無機系フィラー5はドライエッチングでは除去されずに一部が露出したまま残り、結果的に表面全体に凹凸が現れて粗面化されることになる。
この時のエッチング処理を行なうには、プラズマ形成用の高周波電源を用いた通常のRIE(反応性イオンエッチング)装置を用いればよく、有機物をドライエッチングするためにエッチングガスとしてO2 ガスを用い、また、エッチングレートを大きくするために高酸素分圧下で行なう。この酸素分圧は、目標とするエッチングレートにもよるが、例えば0.05〜0.1Torr程度に設定すればよい。
【0019】
また、上記接続用ホール8内にはレーザ光7による穴開けの際に発生する屑が残渣10(図1(C)参照)となって残存するが、上記ドライエッチング処理によってH2 OやCO2 に分解され、この残渣10が除去される。
【0020】
次に、このコア材全体を真空成膜法を用いたスパッタ成膜装置内へ導入してスパッタ成膜を行ない、図1(E)に示すように絶縁層3の表面やホール8の内壁面の全体に亘って例えば厚みが0.3μm程度になるまで銅等よりなる電気メッキ用導電膜13を形成する。このスパッタ装置としては、例えば直流マグネトロンスパッタ成膜装置を用いることができ、プラズマガスとしてはArガスを用いることができる。尚、電気メッキ用導電膜13の成膜は、スパッタ成膜装置を用いて行った場合だけに限定されるものではなく、真空成膜法ならばどのような方法で成膜してもよい。
次に、図1(F)に示すように上記電気メッキ用導電膜13上に、電気メッキにより例えば銅よりなる導体膜14を10μm程度の厚みで形成することになる。これにより、導体膜14と下層の配線パターン2との導通を図ることができる。通常の工程では、この後、絶縁層を形成した後に配線のパターニングを再度行ない、前述の工程を繰り返すことにより多層のプリント基板(ビルトアップ基板)を製造する。
【0021】
このように、本発明方法によれば、湿式処理を行なう工程は図1(F)に示す電気メッキ処理工程及び後述する遊離フィラー除去工程(図4)のみとし、他の工程では液体を使用しないドライな工程としたので、従来方法で必要としていた多数の洗浄工程や中和工程を不要とすることができる。
また、従来方法では1層以上の2層の絶縁層を用いていたが、本発明方法で使用する絶縁層は、1層だけで済ますことができる。
従って、処理工程数を従来方法の場合よりも増やすことなく、むしろ少なくして、微細化された配線パターンを有するプリント基板を製造することが可能となる。
【0022】
更に、従来方法で用いた吸水性のあるCaCo3 フィラーを用いる必要がないので、その分、絶縁性を高めることができる。
上記実施例では、図3に示すように絶縁層3の表面に一部が露出した無機系フィラー5が存在する状態で図1(E)に示すように電気メッキ用導電膜13を形成したが、この場合には一部が露出した無機系フィラー5が後工程等において、絶縁層3の表面から脱落して遊離することが考えられ、この遊離した遊離フィラーが発生すると、絶縁層3と上層の電気メッキ用導電膜13の密着性が劣化する恐れが生ずる。そのため、電気メッキ用導電膜13を形成する前に、この一部が露出した無機系フィラー5を除去する遊離フィラー除去工程を組み入れるのが好ましい。この遊離フィラー除去工程は、図4に示すようにドライエッチング工程後のコア材全体を純水中に浸漬し、これに超音波を印加することにより超音波洗浄を施す。図5は図4中のE部を示す拡大図である。これにより、絶縁層3の表面に一部が露出していた無機系フィラー5は脱落して遊離フィラー5Aとなって除去されることになる。また、無機系フィラー5が脱落した部分には、凹部15が形成されることになり、これにより、絶縁層3の表面全体は、凹凸状になって粗面化状態に維持されている。
【0023】
この状態で、絶縁層3の表面にスパッタ成膜装置により図1(E)に示すような電気メッキ用導電膜13を形成すれば、上記した遊離フィラー5Aによる密着性の劣化を防止することができ、より高い密着性を得ることが可能となる。
また更に、図4に示す絶縁層5上に直接電気メッキ用導電膜13を形成するようにした上述した工程ではなく、密着性を更に向上させるために図6に示すように遊離フィラー5Aの除去後の絶縁層3の表面を更に微細に粗面化する微細粗面化工程を行なうようにしてもよい。図7は図6中のF部を示す拡大図である。尚、この微細粗面化工程は、図1(D)に示す工程の次に行なうようにしてもよい。
【0024】
この微細粗面化工程では、有機物よりなる絶縁層3の表面を図1(D)に示すドライエッチングの場合よりも小さなエッチングレートでドライエッチング処理を施すために図1(D)にて説明したと同様な反応性イオンエッチングを行なう。このドライエッチング時には、エッチングレートを小さくするためにO2 ガスの分圧を低くして低酸素分圧下で処理を行なう。この時の酸素分圧は、0.05Torr以下の圧力に設定し、その下限値はプラズマが立つ限界値、例えば0.003Torr程度である。
このように低酸素分圧下で反応性イオンエッチングを施すことにより、絶縁層3の表面には非常に微細な凹凸部、すなわち微細凹凸16が形成されることになる。従って、この微細凹凸16の上にスパッタ成膜装置により電気メッキ用導電膜13を直接形成すると、両者の密着性を一層向上させることが可能となる。
【0025】
尚、上記実施例では無機系フィラー5としてSiO2 の粒子を用いた場合を例にとって説明したが、ドライエッチングにより削り取られない物質ならば、これに限定されず他の無機物を用いてもよいのは勿論である。また、上記各部材の寸法は、単に一例を示したに過ぎず、これに限定されないのは勿論である。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のプリント基板の製造方法及びプリント基板によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
ドライエッチングや真空成膜(スパッタリング)を用いることにより、工程数を増加させることなく、或いは工程数を削減した状態で、微細化された配線パターンを有するプリント基板を製造することができる。従って、コスト上昇を招来することのない安価なファインパターンのプリント基板を提供することができる。
また、絶縁層の表面に露出している無機系フィラーを除去して遊離フィラーを排除することにより、絶縁層と上層の導体膜との密着性を向上させることができる。
更に、絶縁層の表面を微細粗面化する微細粗面化工程を施せば、絶縁層と上層の導体膜の密着性を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るプリント基板の製造方法を示す工程図である。
【図2】図1中のC部を示す拡大図である。
【図3】図1中のD部を示す拡大図である。
【図4】本発明方法の変形例を説明するための図である。
【図5】図4中のE部を示す拡大図である。
【図6】本発明方法の他の変形例を説明するための図である。
【図7】図6中のF部を示す拡大図である。
【図8】従来のプリント基板の製造方法を説明するための図である。
【図9】図8(C),(D)中のA部を示す拡大図である。
【図10】図8(E)中のB部を示す拡大図である。
【符号の説明】
1…コア材、2…配線パターン、3…絶縁層(第1の絶縁層)、5…SiO2 フィラー(無機系フィラー)、7…レーザ光、8…接続用ホール、13…電気メッキ用導電膜、14…導体膜。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a printed board such as a so-called multilayer printed board (built-up board) on which an electronic component such as a bare chip is mounted, and the printed board.
[0002]
[Prior art]
In general, in electronic devices, printed circuit boards for mounting circuit elements such as various electronic components are used. Due to recent demands for downsizing and higher integration of devices and circuit elements, printed circuit boards are used. There is a demand for miniaturization of itself and miniaturization of wiring patterns.
At present, the line width and inter-line width of the wiring pattern of the printed circuit board are on the order of about 100 μm. However, as a future trend, the above-mentioned line width and inter-line width are 20 to 50 μm for further miniaturization. Something of the order is required. Here, a conventional method for manufacturing a printed circuit board will be described with reference to FIGS.
[0003]
First, as shown in FIG. 8A, a predetermined wiring pattern 2 is formed by forming a copper foil or the like on the surface of an insulating core material 1 made of, for example, a glass epoxy resin and patterning it. At present, the line width L1 and the line width L2 of the wiring pattern 2 are at least about 100 μm, and the thickness W1 is about 20 μm. The surface of the wiring pattern 2 is oxidized and blackened to increase the degree of adhesion with the epoxy resin layer in the subsequent process.
[0004]
Next, as shown in FIG. 8B, the first insulating layer 3 and the second insulating layer 4 as shown in FIG. 8C are applied to the entire surface of the core material 1 by screen printing or the like. Are sequentially applied and formed.
FIG. 9 shows an enlarged view of a portion A in FIGS. 8C and 8D, and the main material of the insulating layers 3 and 4 is made of, for example, an epoxy resin. As shown in FIG. 9, in the first insulating layer 3, an appropriate amount of SiO 2 filler 5 having a particle diameter L3 of approximately 1 μm is mixed as an inorganic filler in order to improve the insulating characteristics, and its thickness is increased. T1 is set to about 50 μm (see FIG. 8C). The second insulating layer 4 is mixed with an appropriate amount of CaCO 3 filler 6 having a particle size L4 of approximately 10 μm as an inorganic filler to be dissolved in the roughening step described later, and its thickness T2 is It is set to about 20 μm.
[0005]
Next, as shown in FIG. 8D, the connection holes 8 are selectively formed so as to penetrate the first and second insulating layers 3 and 4 using, for example, carbon dioxide laser light 7 in the electrical connection portion. Then, the internal wiring pattern 2 is exposed. The diameter D1 of the hole 8 is about 100 μm.
Next, as shown in FIG. 8E, an alkaline roughening solution such as a potassium permanganate solution is allowed to act on the surface of the second insulating layer 4 so that the CaCO 3 exposed on the surface is exposed. The inorganic filler 6 is dissolved to form a large number of uneven portions 9 to roughen the surface of the insulating layer 4. FIG. 10 is an enlarged view showing a portion B in FIG.
Further, in the connection hole 8, scrap generated when drilling with the laser beam 7 remains as a residue 10 (see FIG. 8D), but due to the action of the potassium permanganate solution, This residue 10 is cleaned and removed.
[0006]
Next, as shown in FIG. 8 (F), in order to make a base for electroless plating in the next step, for example, a solution obtained by dissolving tin and palladium is allowed to act on the surface of the insulating layer 4 to adhere the catalysis 12. The conduction of the entire surface of the insulating layer is intended.
Next, as shown in FIG. 8G, an electroplating conductive film 13 made of copper or the like is formed over the entire surface of the insulating layer 4 by electroless plating, for example, until the thickness becomes about 0.3 μm.
Further, as shown in FIG. 8H, a conductive film 14 made of, for example, copper is formed on the electroplating conductive film 13 by electroplating to a thickness of about 20 μm. Thereby, conduction between the conductor film 14 and the lower wiring pattern 2 can be achieved. In a normal process, after this, after forming an insulating layer, patterning of wiring is performed again, and the printed circuit board of each layer is manufactured by repeating the above-mentioned process.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, in the manufacturing method described above, in order to reduce the line width or the line width of the wiring pattern 2 to 50 μm or less, it is necessary to make the insulating layers 3 and 4 thinner and accordingly the diameter of the connection hole 8 to be smaller. Thus, it was very difficult to form a good printed circuit board. The reason is that since the diameter L4 of the inorganic filler 6 contained in the second insulating layer 4 is about 10 μm, this dimension is too large compared to the line width and the like, and it is very easy to form a pattern in a straight line with high accuracy. It becomes difficult.
On the other hand, it is conceivable to reduce the diameter of the inorganic filler 6, but in this case, the catalysis solution cannot sufficiently enter the concavo-convex portion 9 and cannot be employed.
[0008]
In addition, as described above, it is desirable that the diameter of the connection hole 8 is set to 50 μm or less as the size of the hole is reduced. When the hole diameter is reduced, potassium permanganate liquid or catalysis liquid is contained in the hole 8. In some cases, it becomes difficult to penetrate and the residue 10 cannot be sufficiently removed, and the conductive film 14 formed by plating and the underlying pattern 2 may not be sufficiently connected.
Furthermore, in the manufacturing method described above, not only the two insulating layers 3 and 4 are required, but also a wet process using a large amount of alkaline potassium permanganate solution or catalysis solution is employed. A cleaning process is necessary, and the number of processes increases as a whole, resulting in high costs. In addition, since the inorganic filler 6 made of CaCO 3 has a strong hygroscopic property, there is a possibility that the moisture is absorbed every time wet processing is performed and the insulating performance is deteriorated.
[0009]
The present invention focuses on the above-described problems and was devised to effectively solve this problem. Its purpose is to form a fine pattern with a small number of steps by using dry etching or sputter deposition. Another object of the present invention is to provide a printed circuit board manufacturing method and a printed circuit board.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention, in order to solve the above problems, forming a surface pattern width 100μm or less of the wiring pattern including the wiring pattern of the core material, the surface in the following 1μm of the core material containing the wiring pattern A step of forming an insulating layer made of an organic resin mixed with an inorganic filler , a step of selectively forming a connection hole reaching the wiring pattern in the insulating layer, and an oxygen partial pressure of 0.05 to 0.1 Torr. The step of removing the organic resin on the surface of the insulating layer by dry etching with a range of 1 to roughen the surface of the inorganic filler into a convex rough surface protruding, and the inorganic filler by vacuum film formation. A step of forming a conductive film for electroplating on the surface of the insulating layer, and a step of forming a conductive film on the conductive film for electroplating by electroplating. is there.
[0011]
As a result, it is possible to form a printed circuit board in which the line width and the line-to-line width are miniaturized with fewer steps than in the conventional method, without increasing the number of steps. In this case, if a filler removing step for removing the inorganic filler exposed on the surface of the insulating layer is included between the roughening step and the electroplating conductive film forming step, The free filler that is about to fall off from the surface of the insulating layer can be eliminated, and the adhesiveness between the electroplating conductive film and the surface of the insulating layer can be improved accordingly.
[0012]
Furthermore, after the roughening step, the surface of the insulating layer is further finely roughened by performing a fine roughening step of roughening the surface of the insulating layer by dry etching. It is possible to further improve the adhesion between this and the electroplating conductive film.
[0013]
For example, reactive ion etching under a high oxygen partial pressure can be used for the dry etching, and the fine roughening step can be performed by reactive ion etching under a low oxygen partial pressure.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a printed circuit board manufacturing method and a printed circuit board according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
The same components as those of the conventional printed circuit board described with reference to FIGS. 8 to 10 will be described with the same reference numerals.
FIG. 1 is a process diagram showing a method of manufacturing a printed circuit board according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged view showing a portion C in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view showing a portion D in FIG. The feature of the method of the present invention is that the wet process is only an electroplating process and a free filler removing process, and the other processes are performed using dry etching or sputtering.
[0015]
First, as shown in FIG. 1A, a predetermined wiring pattern 2 is formed by forming a copper foil or the like on the surface of an insulating core material 1 made of, for example, a glass epoxy resin and patterning it. The line width L5 and the line-to-line width L6 of the wiring pattern 2 are about 25 to 50 μm, respectively, and are made finer than the conventional printed circuit board. The thickness W2 of the pattern 2 is about 20 μm. The surface of the wiring pattern 2 is oxidized and blackened to increase the degree of adhesion with the epoxy resin layer in the subsequent process. The line width L5 and the inter-line width L6 of the wiring pattern 2 may be set to the line width L1 and the inter-line width L2 shown in the prior art without being set to the above-mentioned widths, and the dimensions are not limited. .
[0016]
Next, as shown in FIG. 1B, the insulating layer 3 is applied and formed on the entire surface of the core material 1 using a method such as screen printing. The insulating layer 3 is made of the same material as the first insulating layer 3 described above. That is, as shown in FIG. 2, the main material of the insulating layer 3 is made of, for example, an epoxy resin. In this insulating layer 3, an appropriate amount of SiO 2 filler 5 having a particle diameter L 3 of approximately 1 μm is mixed as an inorganic filler in order to improve the insulating characteristics, and its thickness T 3 is set to about 20 to 30 μm. It is formed to be considerably thinner than about 50 μm of the conventional printed circuit board.
[0017]
Next, as shown in FIG. 1C, a connection hole 8 is selectively formed in the electrical connection portion so as to penetrate the insulating layer 3 using, for example, a laser beam 7, and the internal wiring pattern 2 is formed. Expose. The diameter D2 of the hole 8 is about 20 to 50 μm, and is set to be considerably smaller than that of the conventional printed circuit board.
[0018]
Next, the entire core material is introduced into a dry etching apparatus and subjected to a dry etching process as shown in FIG. 1 (D), whereby the surface of only the insulating layer 3 which is an organic material is scraped and removed by a slight thickness. To do. In this case, as shown in FIG. 3, the inorganic filler 5 which is an inorganic substance is not removed by dry etching but remains partly exposed, and as a result, irregularities appear on the entire surface and are roughened. Become.
In order to perform the etching process at this time, an ordinary RIE (reactive ion etching) apparatus using a high-frequency power source for plasma formation may be used, and O 2 gas is used as an etching gas to dry-etch organic substances. Further, in order to increase the etching rate, it is performed under a high oxygen partial pressure. Although this oxygen partial pressure depends on the target etching rate, it may be set, for example, to about 0.05 to 0.1 Torr.
[0019]
Further, in the connecting hole 8 debris generated during the drilling by a laser beam 7 remains becomes residue 10 (see FIG. 1 (C)) but, H 2 O and CO by the dry etching process is decomposed into two, the residue 10 is removed.
[0020]
Next, the entire core material is introduced into a sputtering film forming apparatus using a vacuum film forming method to perform sputtering film formation, and the surface of the insulating layer 3 and the inner wall surface of the hole 8 as shown in FIG. The electroconductive film 13 for electroplating made of copper or the like is formed over the entire surface until, for example, the thickness becomes about 0.3 μm. As this sputtering apparatus, for example, a DC magnetron sputtering film forming apparatus can be used, and Ar gas can be used as the plasma gas. The film formation of the electroplating conductive film 13 is not limited to the case where it is performed using a sputtering film forming apparatus, and any film forming method may be used as long as it is a vacuum film forming method.
Next, as shown in FIG. 1 (F), a conductive film 14 made of, for example, copper is formed on the electroplating conductive film 13 by electroplating to a thickness of about 10 μm. Thereby, conduction between the conductor film 14 and the lower wiring pattern 2 can be achieved. In a normal process, after this, after forming an insulating layer, patterning of wiring is performed again, and a multilayer printed board (built-up board) is manufactured by repeating the above-described process.
[0021]
As described above, according to the method of the present invention, the wet process is performed only by the electroplating process shown in FIG. 1 (F) and the free filler removing process (FIG. 4) described later, and no liquid is used in other processes. Since it is a dry process, many washing steps and neutralization steps required in the conventional method can be eliminated.
In addition, although the conventional method uses two or more insulating layers, one insulating layer can be used in the method of the present invention.
Accordingly, it is possible to manufacture a printed circuit board having a miniaturized wiring pattern without increasing the number of processing steps as compared with the case of the conventional method, but rather reducing it.
[0022]
Furthermore, since it is not necessary to use the water-absorbing CaCo 3 filler used in the conventional method, the insulating property can be improved accordingly.
In the above embodiment, the electroconductive film 13 for electroplating is formed as shown in FIG. 1 (E) with the inorganic filler 5 partially exposed on the surface of the insulating layer 3 as shown in FIG. In this case, it is considered that the partially exposed inorganic filler 5 is detached from the surface of the insulating layer 3 in a later step or the like, and is released, and when this free filler is generated, the insulating layer 3 and the upper layer are separated. The adhesiveness of the electroplating conductive film 13 may deteriorate. Therefore, before forming the electroplating conductive film 13, it is preferable to incorporate a free filler removing step of removing the inorganic filler 5 from which part of the conductive film 13 is exposed. In this free filler removing step, as shown in FIG. 4, the entire core material after the dry etching step is immersed in pure water, and ultrasonic cleaning is performed by applying ultrasonic waves thereto. FIG. 5 is an enlarged view showing a portion E in FIG. As a result, the inorganic filler 5 that is partially exposed on the surface of the insulating layer 3 falls off and is removed as free filler 5A. Moreover, the recessed part 15 will be formed in the part from which the inorganic type filler 5 fell, and, thereby, the whole surface of the insulating layer 3 becomes uneven | corrugated and is maintained in the roughened state.
[0023]
In this state, if the electroconductive film 13 for electroplating as shown in FIG. 1E is formed on the surface of the insulating layer 3 by a sputtering film forming apparatus, the deterioration of the adhesion due to the above-described free filler 5A can be prevented. And higher adhesion can be obtained.
Furthermore, in order to further improve the adhesion, the removal of the free filler 5A as shown in FIG. 6 is not performed, instead of the above-described process in which the electroplating conductive film 13 is directly formed on the insulating layer 5 shown in FIG. You may make it perform the fine roughening process which roughens the surface of the subsequent insulating layer 3 further finely. FIG. 7 is an enlarged view showing a portion F in FIG. Note that this fine roughening step may be performed after the step shown in FIG.
[0024]
In this fine roughening step, the surface of the insulating layer 3 made of an organic substance is described with reference to FIG. 1D in order to perform a dry etching process at a smaller etching rate than the dry etching shown in FIG. Reactive ion etching similar to the above is performed. In this dry etching, in order to reduce the etching rate, the O 2 gas partial pressure is lowered and the treatment is performed under a low oxygen partial pressure. The oxygen partial pressure at this time is set to a pressure of 0.05 Torr or less, and the lower limit value is a limit value at which plasma is generated, for example, about 0.003 Torr.
Thus, by performing reactive ion etching under a low oxygen partial pressure, very fine uneven portions, that is, fine uneven portions 16 are formed on the surface of the insulating layer 3. Therefore, when the electroplating conductive film 13 is directly formed on the fine irregularities 16 by the sputtering film forming apparatus, the adhesion between the two can be further improved.
[0025]
In the above-described embodiment, the case where SiO 2 particles are used as the inorganic filler 5 has been described as an example. However, the inorganic filler 5 is not limited to this as long as it is a material that cannot be scraped off by dry etching, and other inorganic materials may be used. Of course. In addition, the dimensions of the respective members are merely examples, and of course are not limited thereto.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the printed circuit board manufacturing method and the printed circuit board of the present invention, the following excellent operational effects can be exhibited.
By using dry etching or vacuum film formation (sputtering), a printed circuit board having a miniaturized wiring pattern can be manufactured without increasing the number of steps or with the number of steps reduced. Therefore, it is possible to provide an inexpensive fine pattern printed circuit board that does not cause an increase in cost.
Further, by removing the inorganic filler exposed on the surface of the insulating layer to eliminate the free filler, the adhesion between the insulating layer and the upper conductor film can be improved.
Furthermore, the adhesion between the insulating layer and the upper conductor film can be further improved by performing a fine roughening step for finely roughening the surface of the insulating layer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram showing a method for producing a printed circuit board according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view showing a portion C in FIG.
FIG. 3 is an enlarged view showing a D portion in FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram for explaining a modification of the method of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged view showing an E portion in FIG. 4;
FIG. 6 is a diagram for explaining another modification of the method of the present invention.
7 is an enlarged view showing a portion F in FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a diagram for explaining a conventional method of manufacturing a printed circuit board.
FIG. 9 is an enlarged view showing a portion A in FIGS. 8C and 8D.
FIG. 10 is an enlarged view showing a portion B in FIG.
[Explanation of symbols]
1 ... core material, 2 ... wiring pattern, 3: insulating layer (first insulating layer), 5 ... SiO 2 filler (inorganic filler), 7 ... laser light, 8 ... connecting hole, for conduction 13 ... electroplating Membrane, 14 ... conductor membrane.

Claims (4)

コア材の表面にパターン幅100μm以下の配線パターンを含む配線パターンを形成する工程と、
前記配線パターンを含む前記コア材の表面に1μm以下の無機系フィラーを混入した有機樹脂よりなる絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層に前記配線パターンまで達する接続用ホールを選択的に形成する工程と、
酸素分圧を0.05〜0.1Torrの範囲としたドライエッチングにより前記絶縁層の表面の前記有機樹脂を除去して前記無機フィラーの一部が突出した凸状粗面に粗面化する工程と、
真空成膜により前記無機系フィラーを含む前記絶縁層の表面に電気メッキ用導電膜を形成する工程と、
電気メッキにより前記電気メッキ用導電膜上に導体膜を形成する工程とを含むプリント基板の製造方法。
Forming a wiring pattern including a wiring pattern having a pattern width of 100 μm or less on the surface of the core material;
Forming an insulating layer made of an organic resin mixed with an inorganic filler of 1 μm or less on the surface of the core material including the wiring pattern;
Selectively forming connection holes reaching the wiring pattern in the insulating layer;
A step of removing the organic resin on the surface of the insulating layer by dry etching with an oxygen partial pressure in the range of 0.05 to 0.1 Torr to roughen the surface to a convex rough surface from which a part of the inorganic filler protrudes. When,
Forming a conductive film for electroplating on the surface of the insulating layer containing the inorganic filler by vacuum film formation;
Forming a conductor film on the electroconductive film for electroplating by electroplating.
前記粗面化工程と前記電気メッキ用導電膜の形成工程との間に、前記絶縁層の表面から遊離している前記無機系フィラーを超音波洗浄により除去するフィラー除去工程を行なうことを特徴とする請求項1記載のプリント基板の製造方法。Performing a filler removing step of removing the inorganic filler released from the surface of the insulating layer by ultrasonic cleaning between the roughening step and the step of forming the electroplating conductive film. The method for producing a printed circuit board according to claim 1. 前記粗面化工程の後に、前記絶縁層の表面を、酸素分圧を0.003〜0.05Torrの範囲としたドライエッチングにより更に微細に粗面化する微細粗面化工程を行なうことを特徴とする請求項1または2記載のプリント基板の製造方法。After the roughening step, the surface of the insulating layer is subjected to a fine roughening step of further finely roughening by dry etching with an oxygen partial pressure in the range of 0.003 to 0.05 Torr. A method for producing a printed circuit board according to claim 1 or 2. コア材と、Core material,
該コア材の表面に形成されたパターン幅100μm以下の配線パターンを含む配線パターンと、  A wiring pattern including a wiring pattern having a pattern width of 100 μm or less formed on the surface of the core material;
前記配線パターンを含む前記コア材の表面に形成された1μm以下の無機系フィラーの混入された樹脂よりなる絶縁層と、  An insulating layer made of a resin mixed with an inorganic filler of 1 μm or less formed on the surface of the core material including the wiring pattern;
前記絶縁層に前記配線パターンまで達するように選択的に形成された接続用ホールと、  A connection hole selectively formed so as to reach the wiring pattern in the insulating layer;
該接続用ホールを含む前記絶縁層上に形成された電気メッキ用導電膜と、  A conductive film for electroplating formed on the insulating layer including the connection hole;
該電気メッキ用導電膜上に形成された導体膜とを備え、  A conductive film formed on the electroconductive film for electroplating,
前記絶縁層の前記電気メッキ用導電膜と接する境界面を、前記無機系フィラーの一部が前記絶縁層から突出して前記電気メッキ用導電膜と接触する凸状粗面にして成ることを特徴とするプリント基板。  The boundary surface of the insulating layer in contact with the electroplating conductive film is a convex rough surface in which a part of the inorganic filler protrudes from the insulating layer and contacts the electroplating conductive film. Printed circuit board.
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